论文部分内容阅读
微生物多糖主要指大部分细菌、少量的真菌和藻类产生的多糖，而胞外多糖(EPS)是在一定环境条件下由微生物分泌于体外的一些高分子聚合物。EPS由于具有安全性高、副作用小、理化特性独特等优点而广泛应用于食品、制药、石油和化工等多个领域。众多研究表明，微生物胞外多糖对重金属具有良好的吸附性能，在重金属生物吸附中发挥关键作用。因此，开发利用微生物的胞外多糖具有理论价值和实际意义。本研究以实验室自分离的AnoxybacilluskamchatkensisL1菌种的培养基中提取的胞外多糖为实验材料，研究了胞外多糖提取、分离纯化、结构鉴定及其重金属吸附性能。主要研究结果如下:
采用响应面法优化产胞外多糖培养基的成分，寻求最佳的发酵条件。结果表明，发酵培养基的最优条件为:乳糖加入量为7.8g/L，硫酸铵加入量为0.45g/L，磷酸二氢钾加入量为0.24g/L，此条件下EPS产量为128.16mg/L，与传统培养基相比，胞外多糖产量与培养基组分含量得到了相应的优化。
采用DEAESepharoseFF离子交换柱层析和SephadexG-200凝胶柱层析对胞外多糖进行分离纯化，得到两个多糖级分即LEPS-1和LEPS-2，由于LEPS-1组分较少，所以取LEPS-2进行后续的分析和实验。通过高效液相色谱法分析确定多糖级分LEPS-2为单一组分，并测定其平均分子量约为1000kD。紫外光谱检测结果表明LEPS-2中不含核酸与蛋白质。红外光谱确定了LEPS-2中存在的特征官能团，初步判断LEPS-2为糖类化合物。气相色谱法分析表明LEPS-2是含有2种单糖的杂多糖，其组成为甘露糖和葡萄糖，其摩尔比为2.91∶1.30。
采用火焰原子吸收法(FAAS)，以LEPS-2作为生物吸附剂，研究了胞外多糖LEPS-2对Cd2+、Zn2+的吸附性能，确定最佳吸附条件。结果表明，吸附的最佳条件为:pH6.0，时间90min，此时吸附量最大可分别达到1.41和1.95mg/g;当同时吸附Cd2+、Zn2+时，吸附量分别达到1.38和2.28mg/g。利用Langmuir和Freundlich等温吸附方程和拟一级、拟二级动力学方程探讨了胞外多糖LEPS-2对Cd2+、Zn2+的吸附模型，结果发现多糖LEPS-2对Cd2+的吸附更符合Langmuir模型，而对Zn2+的吸附则符合Freundlich模型，并且两者的吸附过程都满足拟二级动力学方程。采用红外光谱检测初探了胞外多糖LEPS-2对金属离子吸附的机理，结果表明多糖结构中的-OH、COO-和C-O-C等官能团参与了吸附过程。